KR20220135906A - Method for repairing track of X-ray tube target - Google Patents

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KR20220135906A
KR20220135906A KR1020210042194A KR20210042194A KR20220135906A KR 20220135906 A KR20220135906 A KR 20220135906A KR 1020210042194 A KR1020210042194 A KR 1020210042194A KR 20210042194 A KR20210042194 A KR 20210042194A KR 20220135906 A KR20220135906 A KR 20220135906A
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채영훈
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Abstract

A track restoring method of an X-ray tube target is equipped with: a partial clearing step of removing a damaged part of the track from a surface of the base and washing thereof to remove foreign substances; and a 3D printing step of restoring the track by laminating by 3D printing a material identical to that of the track on an area for which a damaged part of the track on the surface of the base is removed. Therefore, the present invention is capable of reducing the operation and maintenance costs of the X-ray tube device.

Description

엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법{Method for repairing track of X-ray tube target}Method for repairing track of X-ray tube target}

본 발명은 엑스선관의 타겟에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스선관 타겟의 트랙이 손상된 경우 이를 복구하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a target of an X-ray tube, and more particularly, to a method of recovering a track of an X-ray tube target when it is damaged.

전자가 고속으로 타겟(target)에 충돌하면 엑스선(X-ray)이 방출되는데, 엑스선관(X-ray tube)은 이러한 원리를 이용하여 의도적으로 엑스선을 방출시키는데 사용된다. 엑스선관을 내부에 포함하여서, 엑스선을 방출하여 예컨대, 인체 내부를 관찰하는 의료용 진단 기기나 비파괴 검사 기기로 사용되는 장치를 엑스선관 장치라고 한다. When electrons collide with a target at high speed, X-rays are emitted. An X-ray tube is used to intentionally emit X-rays using this principle. A device that includes an X-ray tube inside and emits X-rays to observe the inside of the human body, for example, is used as a medical diagnostic device or a non-destructive testing device is referred to as an X-ray tube device.

엑스선관은 양극(anode), 즉 타겟(target)과 음극(cathode)의 전위차에 의해 전자가 가속되어 엑스선관 타겟에 충돌하며, 이때 엑스선이 방출된다. 구체적으로, 엑스선관 타겟의 표면에는 전자가 충돌하면 엑스선을 방출하는 금속이 적층되어 있는데, 이를 트랙(track)이라 한다. 엑스선관의 사용으로 인해 상기 트랙은 마모되거나 손상된다. 트랙에 마모되거나 손상된 부분이 많은 경우, 엑스선 생성율이 저하되어 의료용 진단이나 비파괴 검사에서 오류가 발생한다. 따라서, 종래에는 엑스선관의 사용 수명을 늘리기 위해 엑스선관 타겟을 새 것으로 교체해 주는 방법이 사용되었다. 그러나, 엑스선관을 새 것으로 교체하는 것과 비교하여 비용 측면에서 큰 차이가 나지 않을 정도로 엑스선관 타겟이 상대적으로 고가이기도 하고, 트랙을 제외한 엑스선관 타겟의 다른 부분, 즉 베이스를 재활용하지 않고 폐기하는 경우 환경에 부담을 주게 되는 문제도 있다.In the X-ray tube, electrons are accelerated by a potential difference between an anode, that is, a target and a cathode, and collide with the X-ray tube target, and at this time, X-rays are emitted. Specifically, a metal that emits X-rays when electrons collide is stacked on the surface of the X-ray tube target, which is referred to as a track. The use of the X-ray tube wears or damages the track. If the track has many worn or damaged parts, the X-ray generation rate is lowered, causing errors in medical diagnostics or non-destructive testing. Therefore, in the prior art, a method of replacing the X-ray tube target with a new one has been used in order to increase the service life of the X-ray tube. However, compared to replacing the X-ray tube with a new one, the X-ray tube target is relatively expensive to the extent that there is not much difference in cost, and other parts of the X-ray tube target other than the track, that is, the base, are discarded without recycling. There is also the problem of putting a burden on the environment.

등록특허공보 제10-2015640호Registered Patent Publication No. 10-2015640

본 발명은, 금속의 3D 프린팅(printing)을 적용하여 엑스선관 타겟의 트랙의 손상된 부분을 복구함으로써, 비용을 절감하고 엑스선관 타겟의 폐기로 인한 환경 오염도 억제하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법을 제공한다.The present invention provides a track recovery method of an X-ray tube target that reduces costs and suppresses environmental pollution due to disposal of the X-ray tube target by repairing a damaged portion of the track of the X-ray tube target by applying metal 3D printing do.

본 발명은, 베이스와 상기 베이스의 표면에 적층된 트랙(track)을 구비한 엑스선관 타겟에서 상기 트랙이 손상된 경우에 복구하는 방법으로서, 상기 트랙의 손상된 부분을 상기 베이스의 표면에서 제거하고 이물질이 없도록 세척하는 부분 클리어링(clearing) 단계, 및 상기 베이스의 표면에서 상기 트랙의 손상된 부분이 제거된 영역에 상기 트랙의 재료와 동일한 재료를 3D 프린팅(printing)으로 적층하여 상기 트랙을 복구하는 3D 프린팅 단계를 구비하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법을 제공한다. The present invention is a method for recovering when the track is damaged in an X-ray tube target having a base and a track laminated on the surface of the base, the damaged portion of the track is removed from the surface of the base, and foreign substances are removed from the surface of the base. A part clearing step of washing so that there is no damage, and a 3D printing step of recovering the track by stacking the same material as the material of the track in the area where the damaged part of the track has been removed from the surface of the base by 3D printing It provides a track recovery method of an X-ray tube target having a.

또한 본 발명은, 베이스와 상기 베이스의 표면에 적층된 트랙(track)을 구비한 엑스선관 타겟에서 상기 트랙이 손상된 경우에 복구하는 방법으로서, 상기 베이스의 표면에서 상기 트랙을 전부 제거하고 상기 베이스의 표면에 이물질이 없도록 세척하는 트랙 클리어링 단계, 및 상기 트랙이 전부 제거된 베이스의 표면에 전자의 충돌에 의해 엑스선이 방출되는 금속 재료를 3D 프린팅으로 적층하여 상기 트랙을 복구하는 3D 프린팅 단계를 구비하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for recovering when the track is damaged in an X-ray tube target having a base and a track laminated on the surface of the base, by removing all the tracks from the surface of the base and A track clearing step of cleaning the surface so that there are no foreign substances, and a 3D printing step of recovering the track by stacking a metal material from which X-rays are emitted by collision of electrons on the surface of the base from which the tracks are all removed by 3D printing A method for track recovery of an X-ray tube target is provided.

상기 3D 프린팅 단계는, 금속 분말을 레이저빔(laser beam) 및 전자빔(electron beam) 중 한 종류의 빔(beam)으로 상기 베이스의 표면에 용융 접합하여 트랙을 복구하는 DED(direct energy deposition) 단계를 구비할 수 있다. The 3D printing step is a DED (direct energy deposition) step of recovering the track by melting and bonding the metal powder to the surface of the base with one type of beam of a laser beam and an electron beam. can be provided

상기 DED 단계는, 상기 베이스의 표면으로 텅스텐(W) 분말과 레늄(Re) 분말을 연속적으로 공급하는 단계, 및 상기 베이스의 표면으로 공급된 텅스텐 분말과 레늄 분말에 레이저빔 및 전자빔 중 한 종류의 빔을 조사하여 상기 텅스텐 분말과 레늄 분말을 용융시키고 상기 베이스의 표면에 접합시키는 단계를 구비할 수 있다. The DED step is a step of continuously supplying a tungsten (W) powder and a rhenium (Re) powder to the surface of the base, and a laser beam and an electron beam to the tungsten powder and rhenium powder supplied to the surface of the base. The tungsten powder and the rhenium powder may be melted by irradiating the beam and joined to the surface of the base.

본 발명의 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법은, 상기 3D 프린팅 단계 이후에, 상기 트랙의 형상에 대응되게 형성된 다수의 트랙 홈부(groove portion)에 상기 복구된 트랙을 끼워 넣고 가압하여 상기 복구된 트랙의 형상을 교정하고 물성을 개선하는 단조 가공 단계를 더 구비할 수 있다. In the track recovery method of the X-ray tube target of the present invention, after the 3D printing step, the recovered track is inserted and pressed into a plurality of track groove portions formed to correspond to the shape of the track, thereby restoring the recovered track. A forging processing step of correcting the shape and improving physical properties may be further provided.

상기 단조 가공 단계 이전에 상기 복구된 트랙의 높이는 2 내지 4mm 이고, 상기 단조 가공 단계 이후에 상기 복구된 트랙의 높이는 1 내지 2mm 이며, 상기 단조 가공 단계 이후에 상기 복구된 트랙의 표면 경도는 적어도 Hv 350 일 수 있다. The height of the recovered track before the forging step is 2 to 4 mm, the height of the recovered track after the forging step is 1 to 2 mm, and the surface hardness of the recovered track after the forging step is at least Hv It can be 350.

상기 단조 가공 단계는 상기 트랙이 적층된 베이스를 1100 내지 1200℃ 의 온도 환경에서 열간 단조하는 단계를 구비할 수 있다.The forging process may include hot forging the track-stacked base in a temperature environment of 1100 to 1200°C.

본 발명에 따르면, 금속의 3D 프린팅을 적용하여 엑스선관 타겟의 트랙에서 손상된 부분을 복구한다. 따라서, 엑스선관 타겟이나 엑스선관을 새 것으로 교체하지 않고 복구하여 다시 사용할 수 있으므로, 엑스선관 타겟 및 엑스선관을 구비한 장치의 내구 연한이 연장되고, 엑스선관 장치의 운용 및 유지 비용이 절감되며, 엑스선관 타겟의 폐기로 인한 환경 오염도 억제된다.According to the present invention, 3D printing of metal is applied to repair the damaged part in the track of the X-ray tube target. Therefore, since the X-ray tube target or X-ray tube can be restored and used again without replacing it with a new one, the lifespan of the device having the X-ray tube target and the X-ray tube is extended, and the operation and maintenance cost of the X-ray tube apparatus is reduced, Environmental pollution due to the disposal of the X-ray tube target is also suppressed.

도 1은 엑스선관 타겟을 구비한 엑스선관의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a cross-sectional view of an X-ray tube having an X-ray tube target.
2 to 4 are diagrams for sequentially explaining a track recovery method of an X-ray tube target according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a track recovery method of an X-ray tube target according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terms used in this specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 엑스선관 타겟을 구비한 엑스선관의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 엑스선관(10)은 예컨대, 전산화 단층 영상(CT; computed tomography) 촬영 기기와 같은 의료용 영상 기기에 포함되는 엑스선관 장치(미도시)의 내부에 삽입 장착되어 엑스선(X-ray)을 생성 방출하는 것으로, 진공 튜브(vacuum tube)(11), 음극(cathode)(16), 양극(anode)(30), 로터(rotor)(28), 및 스테이터(stator)(미도시)를 구비한다. 1 is a cross-sectional view of an X-ray tube having an X-ray tube target. Referring to FIG. 1 , the X-ray tube 10 is inserted and mounted inside an X-ray tube device (not shown) included in a medical imaging device, such as a computed tomography (CT) imaging device. ray), a vacuum tube 11 , a cathode 16 , an anode 30 , a rotor 28 , and a stator (not shown) ) is provided.

진공 튜브(11)는 외형이 종(bell)과 유사하여 소위 벨캔(bellcan)으로 불리우기도 한다. 진공 튜브(11)는 상대적으로 직경이 큰 대직경부(13)와, 대직경부(13)에서 이어져 대직경부(13) 아래에 배치되며, 상기 대직경부(13)보다 직경이 작은 소직경부(14)을 구비한다. 진공 튜브(11)는 밀봉되고, 진공 튜브(11)의 내부 공간은 고진공 상태로 유지된다. The vacuum tube 11 is also called a so-called bell can because the shape is similar to a bell. The vacuum tube 11 has a relatively large diameter portion 13 and a small diameter portion 14 having a diameter smaller than that of the large diameter portion 13, which continues from the large diameter portion 13 and is disposed under the large diameter portion 13. to provide The vacuum tube 11 is sealed, and the inner space of the vacuum tube 11 is maintained in a high vacuum state.

음극(16)은 진공 튜브(11)의 상측에 고정되며, 상기 양극(30)과의 사이에 대략 150V(volt)의 전위차를 형성한다. 음극(16)에서 생성된 전자(electron)는 상기 전위차에 의해 가속되어 상기 양극(30)으로 투사된다. 상기 양극(30)에 전자가 투사되어 충돌하므로, 상기 양극(30)을 엑스선관 타겟(target)이라 한다. The cathode 16 is fixed to the upper side of the vacuum tube 11 , and forms a potential difference of approximately 150V (volt) between the cathode 30 and the anode 30 . Electrons generated at the cathode 16 are accelerated by the potential difference and projected onto the anode 30 . Since electrons are projected to and collide with the anode 30 , the anode 30 is referred to as an X-ray tube target.

엑스선관 타겟(30)은 디스크(disk) 형태의 부재로서, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 금속, 즉 순수 몰리브덴이나 몰리브덴을 주재료로 포함하는 몰리브덴 합금으로 이루어진 베이스(base)(31)와, 베이스(31)의 상측면 외주부의 트랙 적층 경사면(33)(도 3 참조)에 적층되고 텅스텐(W)과 레늄(Re)의 합금으로 이루어진 트랙(track)(40)을 구비한다. 상기 트랙(40)에 상기 음극(16)에서 고속 투사된 전자가 충돌하여 엑스선이 방출된다. The X-ray tube target 30 is a disk-shaped member, and is made of a metal containing molybdenum (Mo), that is, pure molybdenum or a molybdenum alloy containing molybdenum as a main material. A base 31 and a base ( 31) is laminated on the track lamination inclined surface 33 (refer to FIG. 3) of the outer periphery of the upper side and includes a track 40 made of an alloy of tungsten (W) and rhenium (Re). Electrons projected at high speed from the cathode 16 collide with the track 40 to emit X-rays.

상기 베이스(31)의 소재인 몰리브덴 합금은 텅스텐(W), 지르코늄(Zr), 및 몰리브덴(Mo)을 포함한 TZM 합금일 수 있다. 이 경우 상기 엑스선관 타겟(30)을 TZM 타겟이라고도 한다. 상기 트랙(40)의 소재인 텅스텐과 레늄의 합금은 예컨대, 텅스텐 90 wt%, 레늄 10 wt% 일 수 있다. 도 1에 도시되진 않았으나, 엑스선관 타겟(30)은 열용량을 확대하고 방열을 촉진하기 위하여 상기 베이스(31) 아래에 흑연(graphite)이나 C-C 복합체(Carbon-Carbon composite)로 된 흡열층을 더 구비할 수도 있다. The molybdenum alloy as a material of the base 31 may be a TZM alloy including tungsten (W), zirconium (Zr), and molybdenum (Mo). In this case, the X-ray tube target 30 is also referred to as a TZM target. The alloy of tungsten and rhenium, which is a material of the track 40, may be, for example, 90 wt% of tungsten and 10 wt% of rhenium. Although not shown in FIG. 1, the X-ray tube target 30 further includes a heat absorbing layer made of graphite or C-C composite (Carbon-Carbon composite) under the base 31 to expand heat capacity and promote heat dissipation. You may.

엑스선관 타겟(30)의 중심을 상하 방향으로 관통하는 관통공(32)(도 3 참조)에 끼워지고 고정 캡(cap)(27)에 의해 엑스선관 타겟(30)에 고정된 타겟 연결 샤프트(23)는, 엑스선관 타겟(30)을 상하 방향으로 연장된 가상의 회전 축선(RC)을 중심으로 회전 가능하게 지지한다. 진공 튜브(11)의 소직경부(14) 내측에 배치된 원통 형상의 로터(28)는 상기 타겟 연결 샤프트(23)에 고정 결합된다. 상기 로터(28)의 내측에서 상기 회전 축선(RC)을 따라 연장된 내부 샤프트(25)의 상단은 상기 타겟 연결 샤프트(23)에 고정 결합된다. 샤프트 지지체(17)는 진공 튜브(11)의 하단이 밀봉되도록 상기 진공 튜브(11)의 하단에 고정 결합되고, 상측 베어링(bearing)(21)과 하측 베어링(22)이 상기 내부 샤프트(25)와 샤프트 지지체(17) 사이에 개재된다. 이와 같은 구성으로, 서로 고정 결합된 내부 샤프트(25), 로터(28), 타겟 연결 샤프트(23), 및 엑스선관 타겟(30)은 진공 튜브(11) 내부에서 샤프트 지지체(17)에 회전 축선(RC)을 중심으로 고속 회전 가능하게 지지된다. The target connection shaft ( 23) rotatably supports the X-ray tube target 30 about a virtual rotation axis RC extending in the vertical direction. The cylindrical rotor 28 disposed inside the small diameter portion 14 of the vacuum tube 11 is fixedly coupled to the target connecting shaft 23 . The upper end of the inner shaft 25 extending along the rotation axis RC from the inside of the rotor 28 is fixedly coupled to the target connecting shaft 23 . The shaft support 17 is fixedly coupled to the lower end of the vacuum tube 11 so that the lower end of the vacuum tube 11 is sealed, and the upper bearing 21 and the lower bearing 22 are connected to the inner shaft 25 . and the shaft support 17 . With this configuration, the internal shaft 25 , the rotor 28 , the target connection shaft 23 , and the X-ray tube target 30 fixedly coupled to each other are rotated on the shaft support 17 inside the vacuum tube 11 . It is supported rotatably at high speed around (RC).

상기 스테이터(미도시)는 진공 튜브(11)의 소직경부(14) 바깥에서 로터(28)를 에워싸도록 권선된 코일(coil)(미도시)을 구비한다. 상기 코일에 전류가 인가되면 전자기력이 발생하고, 이 전자기력에 의해 상기 로터(28) 및 이에 고정 결합된 내부 샤프트(25), 타겟 연결 샤프트(23), 및 엑스선관 타겟(30)이 회전 축선(RC)을 기준으로 회전하게 된다. The stator (not shown) has a coil (not shown) wound around the rotor 28 outside the small diameter portion 14 of the vacuum tube 11 . When a current is applied to the coil, electromagnetic force is generated, and by this electromagnetic force, the rotor 28 and the internal shaft 25 fixedly coupled thereto, the target connection shaft 23, and the X-ray tube target 30 are rotated along the axis of rotation ( RC) as a reference.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법은, 부분 클리어링(clearing) 단계, 3D 프린팅 단계, 및 단조 가공 단계를 구비한다. 도 2를 참조하면, 상기 부분 클리어링 단계는 베이스(31)의 표면, 구체적으로 트랙 적층 경사면(33)(도 3 참조)에 적층된 트랙(40)의 손상된 부분(DA)을 상기 베이스(31)의 트랙 적층 경사면(33)에서 제거하고 이물질이 없도록 세척하는 단계이다. 2 to 4 are diagrams for sequentially explaining a track recovery method of an X-ray tube target according to an embodiment of the present invention. The track recovery method of an X-ray tube target according to an embodiment of the present invention includes a partial clearing step, a 3D printing step, and a forging processing step. Referring to FIG. 2 , the partial clearing step is performed on the surface of the base 31 , specifically, the damaged portion DA of the track 40 laminated on the track stacking inclined surface 33 (see FIG. 3 ) on the base 31 . It is a step of removing from the track stacked inclined surface 33 and washing so that there are no foreign substances.

베이스(31)는 대체로 원반(disk) 형상이며, 중심부에 마련된 수평한 원형의 내측면(34)과, 상기 내측면(34)의 바깥에 외주 측으로 갈수록 두께가 얇아지게 경사진 트랙 적층 경사면(33)과, 상기 트랙 적층 경사면(33)의 반대측에 마련된 수평한 원형의 트랙 반대측면(35)(도 3 참조)을 포함한다. 상기 트랙(40)은 상기 회전 축선(RC)을 중심으로 하는 동심원 궤도를 따라 트랙 적층 경사면(33)에서 돌출된 다수의 트랙 돌기(41)를 구비한다. The base 31 has a generally disk shape, and a horizontal circular inner surface 34 provided in the center, and a track stacking inclined surface 33 that is inclined toward the outer periphery of the inner surface 34 and becomes thinner toward the outer periphery. ) and a horizontal circular track opposite side surface 35 (see FIG. 3 ) provided on the opposite side of the track stacking inclined surface 33 . The track 40 has a plurality of track projections 41 projecting from the track stacking inclined surface 33 along a concentric trajectory about the rotation axis RC.

상기 트랙(40)에서 손상된 부분(DA)은 트랙 돌기(41)에서 금속 조각이 떨어져 나가 손실된 부분으로, 상기 금속 조각이 떨어져 분리된 표면이 매끄럽지 않고 미세한 파티클(particle)과 같은 이물질이 붙어 있을 수 있다. 따라서, 손상된 부분(DA)이 있는 트랙 돌기(41)를 도 2에서 점선으로 도시된 가상의 제거선(RL)까지 연삭 및 연마하여 상기 손상된 부분(DA)을 베이스(31)의 표면에서 깨끗이 제거할 수 있다. 상기 제거선(RL)은 상기 손상된 부분(DA)이 제거된 영역의 경계선이 된다. 상기 제거선(RL)은 연삭 및 연마에 의해 형성되므로 표면이 매끄럽게 형성되어서 후술할 3D 프린팅 단계에서 용융 적층되는 금속 재료가 제거되지 않고 잔존한 트랙 돌기(41)와 이질감없이 강하게 접합될 수 있다. The damaged part DA of the track 40 is a part that is lost due to the metal fragment falling off the track protrusion 41. can Accordingly, the damaged portion DA is removed from the surface of the base 31 by grinding and polishing the track protrusion 41 having the damaged portion DA up to an imaginary removal line RL shown by a dotted line in FIG. 2 . can do. The removal line RL becomes a boundary line of the area from which the damaged portion DA is removed. Since the removal line RL is formed by grinding and polishing, a smooth surface is formed, so that the metal material melted and laminated in the 3D printing step to be described later is not removed, and it can be strongly bonded to the remaining track protrusion 41 without feeling foreign.

상기 부분 클리어링 단계는, 연삭 및 연마를 통해 상기 손상된 부분(DA)을 제거한 후에 베이스(31)의 상측면과 트랙(40)의 표면에 있을 수 있는 이물질을 제거하기 위한 세척 단계를 더 구비할 수 있다. 한편, 상기 부분 클리어링 단계에 앞서서, 엑스선관 타겟(30)에서 상기 손상된 부분(DA)의 존재 여부와 그 위치를 관찰하는 단계와, 상기 엑스선관 타겟(30)을 엑스선관(10)(도 1 참조)에서 분리해 내는 단계가 선행된다. 상기 손상된 부분(DA)을 관찰하는 단계는 육안(肉眼) 관찰을 통해 수행될 수 있다. The partial clearing step may further include a cleaning step for removing foreign substances that may be on the upper surface of the base 31 and the surface of the track 40 after removing the damaged portion DA through grinding and polishing. have. On the other hand, prior to the partial clearing step, the step of observing the presence and location of the damaged portion DA in the X-ray tube target 30, and the X-ray tube target 30 to the X-ray tube 10 (Fig. 1) The step of isolating in ) is preceded. The step of observing the damaged portion DA may be performed through visual observation.

도 3을 참조하면, 3D 프린팅 단계는, 베이스(31)의 표면, 구체적으로 트랙 적층 경사면(33)에서 트랙(40)의 손상된 부분(DA)(도 2 참조)이 제거된 영역에 트랙(40)의 재료와 동일한 재료를 3D 프린팅(printing)으로 적층하여 상기 트랙(40)을 복구하는 단계이다. 상기 '트랙(40)의 손상된 부분(DA)이 제거된 영역'은 도 2에서 한 쌍의 제거선(RL)을 경계로 하며 손상된 부분(DA)이 사이에 배치되는 영역으로, 연삭 또는 연마 가공에 의해 트랙 돌기(41)에서 제거되어 트랙 적층 경사면(33)이 노출되는 영역을 말한다. 상기 트랙(40)의 재료인 금속은 상술한 바와 같이 텅스텐(W)과 레늄(Re)의 합금일 수 있다. Referring to FIG. 3 , the 3D printing step is performed on the surface of the base 31 , specifically, the track 40 on the area where the damaged portion DA (see FIG. 2 ) of the track 40 on the track stacking inclined surface 33 has been removed. ) is a step of recovering the track 40 by stacking the same material as the material of 3D printing. The 'area from which the damaged portion DA of the track 40 is removed' is an area in which the damaged portion DA is disposed with a pair of removal lines RL as a boundary in FIG. It refers to an area in which the track stacking inclined surface 33 is exposed by being removed from the track protrusion 41 by the The metal as a material of the track 40 may be an alloy of tungsten (W) and rhenium (Re) as described above.

상기 3D 프린팅 단계는, 금속 분말(PO1, PO2)을 레이저빔(laser beam)으로 상기 트랙 적층 경사면(33)에 용융 접합하여 트랙을 복구하는 DED(direct energy deposition) 단계를 구비한다. DED 단계는 프린팅 헤드(head)(50)를 구비하는 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 프린팅 헤드(50)에는 상기 프린팅 헤드(50)의 내부로 텅스텐(W) 분말(PO1) 및 레늄(Re) 분말(PO2)을 각각 공급하는 텅스텐 분말 공급기(65) 및 레늄 분말 공급기(66)와, 상기 텅스텐 분말(PO1) 및 레늄 분말(PO2)을 고속으로 유동(流動)시키는 캐리어 가스(carrier gas)를 상기 프린팅 헤드(50)의 내부로 공급하는 캐리어 가스 공급기(67)가 연결된다. 또한 도시되진 않았으나, 프린팅 헤드(50) 하단부의 노즐(53)의 과열로 인한 프린팅 헤드(50)의 고장이나 폭발을 방지하는 노즐 보호 가스(nozzle shielding gas)(SG)를 상기 프린팅 헤드(50)의 내부로 공급하는 노즐 보호 가스 공급기도 상기 프린팅 헤드(50)에 연결될 수 있다. The 3D printing step includes a direct energy deposition (DED) step of recovering the track by melting and bonding metal powders PO1 and PO2 to the track stacking inclined surface 33 with a laser beam. The DED step may be performed using a device having a printing head 50 . The printing head 50 includes a tungsten powder supply 65 and a rhenium powder supply 66 that respectively supply tungsten (W) powder (PO1) and rhenium (Re) powder (PO2) to the inside of the printing head 50 , and , a carrier gas supply 67 for supplying a carrier gas for flowing the tungsten powder PO1 and the rhenium powder PO2 to the inside of the printing head 50 at high speed is connected. Also, although not shown, a nozzle shielding gas (SG) that prevents malfunction or explosion of the printing head 50 due to overheating of the nozzle 53 at the lower end of the printing head 50 is applied to the printing head 50 A nozzle protection gas supply supplying to the inside of the printer may also be connected to the printing head 50 .

프린팅 헤드(50)는 그 내부에 레이저빔(BE)을 상기 노즐(53)을 향한 방향으로 투사하는 빔 투사기(51)과, 상기 레이저빔(BE)의 에너지가 상기 노즐(53) 아래에 배치된 베이스(31)의 트랙 적층 경사면(33)에 집중되도록 안내하는 광학계(미도시)를 구비한다. 또한, 프린팅 헤드(50)의 내부에는 상기 캐리어 가스에 실려 고속으로 유동하는 텅스텐 분말(PO1)이 상기 노즐(53)의 아래로 방출되도록 안내하는 텅스텐 분말 유로와, 상기 캐리어 가스에 실려 고속으로 유동하는 레늄 분말(PO2)이 상기 노즐(53)의 아래로 방출되도록 안내하는 레늄 분말 유로와, 상기 노즐 보호 가스(SG)를 상기 노즐(53) 내부를 관통하여 아래로 방출되도록 안내하는 노즐 보호 가스 유로가 형성된다. The printing head 50 has a beam projector 51 for projecting a laser beam BE therein in a direction toward the nozzle 53 , and the energy of the laser beam BE is disposed below the nozzle 53 . An optical system (not shown) for guiding to be concentrated on the track stacking inclined surface 33 of the base 31 is provided. In addition, inside the printing head 50 , a tungsten powder flow path guiding the tungsten powder (PO1) flowing at high speed carried on the carrier gas to be discharged below the nozzle 53, and the carrier gas flowing at high speed a rhenium powder flow path for guiding the rhenium powder PO2 to be discharged below the nozzle 53 , and a nozzle protection gas for guiding the nozzle protection gas SG to pass through the inside of the nozzle 53 and be discharged downward. A flow path is formed.

상기 DED 단계는, 베이스(31)의 트랙 반대측면(35)이 아래를 향하도록 상기 베이스(31)를 작업 테이블(60)에 고정 지지하는 단계와, 상기 노즐(53)이 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)(도 2 참조)이 제거된 영역 위에 정렬되도록 상기 프린팅 헤드(50)를 상기 베이스(31)의 위에 배치하고, 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)이 제거된 영역으로 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 연속적으로 공급하는 단계와, 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)이 제거된 영역으로 공급된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)에 레이저빔(BE)을 조사하여 상기 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 용융시켜 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)이 제거된 영역이 채워지도록 상기 용융된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 상기 트랙 적층 경사면(33)에 접합시키는 단계를 구비한다. In the DED step, the base 31 is fixedly supported on the work table 60 so that the track opposite side 35 of the base 31 faces downward, and the nozzle 53 is moved to the track 40 . The printing head 50 is placed on the base 31 so that the damaged portion DA (see FIG. 2 ) of the track 40 is aligned over the removed area, and the damaged portion DA of the track 40 is removed continuously supplying tungsten powder (PO1) and rhenium powder (PO2) to The molten tungsten powder PO1 and the molten tungsten powder PO1 and the rhenium powder PO2 are melted by irradiating the laser beam BE to fill the area where the damaged part DA of the track 40 is removed. and bonding rhenium powder (PO2) to the track stacking inclined surface (33).

부연하면, 상기 노즐(53)의 아래로 방출되는 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)은 상기 레이저빔(BE)의 에너지가 집중되는 지점을 향해 진행하여 혼합됨과 동시에 상기 레이저빔(BE)에 의해 용융되고, 상기 용융된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)의 혼합 금속은 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)이 제거된 영역을 채우면서 상기 트랙 적층 경사면(33)에 적층된다. 상기 레이저빔(BE)의 에너지에 의해 상기 트랙 적층 경사면(33) 및 상기 제거선(RL) 부분, 다시 말해 손상된 트랙 돌기(41)의 경계 부분도 부분적으로 용융된 상태이므로 상기 용융된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)의 혼합 금속이 상기 트랙 적층 경사면(33)과 상기 손상된 트랙 돌기(41)에 강한 접합력으로 접합 적층된다. In other words, the tungsten powder (PO1) and the rhenium powder (PO2) emitted below the nozzle 53 proceed toward the point where the energy of the laser beam BE is concentrated and are mixed while being mixed with the laser beam BE. The mixed metal of molten tungsten powder (PO1) and rhenium powder (PO2) is melted by do. The molten tungsten powder ( A mixed metal of PO1) and rhenium powder (PO2) is laminated with a strong bonding force to the track stacking inclined surface 33 and the damaged track protrusion 41 .

상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)(도 2 참조)이 제거된 영역이 복수 개인 경우에, 이들 영역 중 하나의 영역을 3D 프린팅으로 메운 후에, 상기 프린팅 헤드(50)를 수평으로 이동시키거나 상기 작업 테이블(60)을 적절한 각도만큼 회전시켜 상기 노즐(53)을 다른 하나의 영역 위에 정렬시키고, 다시 3D 프린팅으로 이 영역을 메우는 과정을 반복 수행한다. When there are a plurality of areas from which the damaged portion DA (refer to FIG. 2) of the track 40 has been removed, one area of these areas is filled with 3D printing, and then the printing head 50 is moved horizontally. Alternatively, the operation table 60 is rotated by an appropriate angle to align the nozzle 53 on the other area, and the process of filling this area with 3D printing is repeated again.

상기 3D 프린팅 단계를 통해 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)(도 2 참조)이 제거된 영역에 채워져 복구된 트랙의 높이, 구체적으로 복구된 트랙 돌기(42)의 높이(HT1)는 2 내지 4mm 일 수 있다. 이에 반해 손상되지 않고 잔존하는 기존의 트랙 돌기(41)의 높이(HT0)는 상기 복구된 트랙 돌기(42)의 높이(HT1)보다 작으며, 1 내지 2mm 일 수 있다. 상기 트랙(40)의 손상된 부분(DA)이 제거된 영역에 채워지는 금속은 상기 노즐(53) 아래로 토출되는 노즐 보호 가스(SG)에 의해 적절히 냉각되므로 복구된 트랙 돌기(42)의 형상이 붕괴되지 않고 유지된다. The height of the track restored by filling in the area where the damaged part DA (see FIG. 2 ) of the track 40 (see FIG. 2 ) has been removed through the 3D printing step, specifically, the height HT1 of the restored track protrusion 42 is 2 to 4 mm. On the other hand, the height HT0 of the existing track protrusion 41 that remains undamaged is smaller than the height HT1 of the restored track protrusion 42, and may be 1 to 2 mm. Since the metal filled in the area from which the damaged portion DA of the track 40 has been removed is properly cooled by the nozzle protection gas SG discharged under the nozzle 53, the shape of the restored track protrusion 42 is changed. remain unbroken.

한편, 이상에서 도 3을 참조하여 레이저빔(BE)으로 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 용융하는 프린팅 헤드(50)와 이를 적용한 DED 단계에 대해서만 언급하였으나, 본 발명에 따른 엑스선관 타겟의 복구 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 전자빔(electron beam)을 투사하여 텅스텐 분말과 레늄 분말을 용융하는 단계를 포함하는 DED 단계를 구비할 수도 있다. Meanwhile, in the above, only the printing head 50 for melting tungsten powder (PO1) and rhenium powder (PO2) with a laser beam (BE) with reference to FIG. 3 and the DED step to which it is applied have been mentioned, but the X-ray tube according to the present invention The recovery method of the target is not limited thereto, and may include a DED step including melting tungsten powder and rhenium powder by projecting an electron beam.

도 4를 참조하면, 상기 단조 가공 단계는 엑스선관 타겟(30)의 트랙(40)의 형상에 대응되게 형성된 다수의 트랙 홈부(groove portion)(74)에 상기 복구된 트랙(40)을 끼워 넣고 가압하여 상기 복구된 트랙(40)의 형상을 교정하고 물성을 개선하는 단계이다. 여기서, 상기 복구된 트랙(40)은 손상되지 않은 기존의 트랙 돌기(41) 뿐만 아니라 상기 3D 프린팅에 의해 복구된 트랙 돌기(42)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , in the forging process, the restored track 40 is inserted into a plurality of track groove portions 74 formed to correspond to the shape of the track 40 of the X-ray tube target 30 . It is a step of correcting the shape of the restored track 40 by pressing and improving the physical properties. Here, the restored track 40 includes not only the undamaged existing track projections 41 but also the track projections 42 restored by the 3D printing.

상기 트랙 홈부(74)는 트랙(40)에 손상된 부분(DA)(도 2 참조)이 없다고 가정할 때 정상 상태인 트랙 돌기(41)가 빈틈없이 면접촉될 수 있도록 오목하게 파인 홈부를 의미한다. 상기 다수의 트랙 홈부(74)는 트랙 돌기(41)에 대응되게 동심원 궤도를 따라 연장되고, 각각의 트랙 홈부(74)의 단면 형상은 물결 형상일 수 있다. 각각의 트랙 홈부(74)의 깊이(GD2)는 손상되지 않은 정상 상태인 트랙 돌기(41)의 높이(HT0)와 같을 수 있다. The track groove part 74 means a recessed groove part so that the track protrusion 41, which is in a normal state, can be surface-contacted without any gaps, assuming that there is no damaged part DA (see FIG. 2 ) in the track 40 . . The plurality of track grooves 74 may extend along concentric trajectories to correspond to the track protrusions 41 , and the cross-sectional shape of each of the track grooves 74 may be a wavy shape. The depth GD2 of each track groove 74 may be equal to the height HT0 of the track protrusion 41 in an undamaged, normal state.

구체적으로, 상기 단조 가공 단계는 단조용 금형(mold)(71)과 단조용 프레스 블록(press block)(76)을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 단조용 금형(71)은 그 상측면(72)에 트랙(40)이 적층된 엑스선관 타겟(30)의 내측면(34)과 상기 트랙(40)의 표면 형상에 대응되는 형상의 바닥면을 구비한 단조 홈(73)이 형성된다. 상기 다수의 트랙 홈부(74)는 상기 단조 홈(73)의 바닥면에 마련된다. Specifically, the forging processing step may be performed using a forging mold 71 and a forging press block 76 . The forging mold 71 has an inner surface 34 of an X-ray tube target 30 in which a track 40 is laminated on an upper surface 72 thereof, and a bottom surface having a shape corresponding to the surface shape of the track 40 . A forged groove 73 having a The plurality of track groove portions 74 are provided on the bottom surface of the forged groove 73 .

상기 베이스(31)의 상측면이 아래를 향하도록 상기 엑스선관 타겟(30)의 위아래를 뒤집어서 상기 단조 홈(73)에 끼웠을 때 도 4에 도시된 바와 같이 기존의 트랙 돌기(41) 및 복구된 트랙 돌기(42)가 다수의 트랙 홈부(74)와 일대일로 대응되게 서로 마주볼 수 있다. 상기 단조용 프레스 블록(76)으로 가압하기 전에는 도 4에 도시된 바와 같이 기존의 트랙 돌기(41)의 높이(HT0)보다 더 높은 높이(HT1)를 갖는 복구된 트랙 돌기(42)는 자신과 마주보는 트랙 홈부(74)에 접촉되나, 상기 기존의 트랙 돌기(41)는 자신과 마주보는 트랙 홈부(74)와 이격될 수 있다. When the upper and lower sides of the X-ray tube target 30 are turned over so that the upper side of the base 31 faces downward and inserted into the forging groove 73, as shown in FIG. 4, the existing track protrusion 41 and recovery The track protrusion 42 may face each other in a one-to-one correspondence with the plurality of track grooves 74 . Before pressing with the press block 76 for forging, as shown in FIG. 4 , the restored track protrusion 42 having a higher height HT1 than the height HT0 of the existing track protrusion 41 is formed between itself and Although in contact with the opposite track groove portion 74 , the existing track protrusion 41 may be spaced apart from the track groove portion 74 facing itself.

상기 단조 홈(73)의 최대 깊이(GD1)는 상기 베이스(31)의 내측면(34)과 트랙 반대측면(35) 사이의 높이(HB0)보다 약간 작다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 엑스선관 타겟(30)이 상기 단조 홈(73)에 끼워진 상태로 단조용 프레스 블록(76)의 편평한 하측면(77)을 베이스(31)의 트랙 반대측면(35)에 밀착시키고, 상기 단조용 프레스 블록(76)을 아래로 가압하면, 상기 복구된 트랙 돌기(42)의 높이(HT1)가 이와 마주보는 트랙 홈부(74)의 깊이(GD2)와 같아지도록 트랙(40)이 단조 가공된다. 이로 인해 상기 복구된 트랙 돌기(42) 뿐만 아니라 기존의 트랙 돌기(41)도 각각 자신과 마주보는 트랙 홈부(74)에 빈틈없이 면접촉될 수 있다. The maximum depth GD1 of the forging groove 73 is slightly smaller than the height HB0 between the inner side surface 34 of the base 31 and the track opposite side surface 35 . As shown in FIG. 4 , the flat lower side 77 of the press block 76 for forging in a state in which the X-ray tube target 30 is inserted into the forging groove 73 is placed on the opposite side of the track 35 of the base 31 . ) and pressing the forging press block 76 downward, the track so that the height HT1 of the restored track protrusion 42 is equal to the depth GD2 of the track groove 74 facing it. (40) is forged. Due to this, not only the restored track protrusion 42 but also the existing track protrusion 41 can make surface contact with the track groove 74 facing each other without gaps.

이와 같이 트랙(40)이 단조 가공됨으로서, 상기 복구된 트랙 돌기(42)가 수축되어 밀도가 커지고 조직이 치밀해지면서 기존의 트랙 돌기(41)와 물성이 같아지게 된다. 구체적으로, 상기 단조 가공 단계 후에 상기 복구된 트랙 돌기(42)를 포함하는 복구된 트랙(40)의 표면 경도는 적어도 Hv 350 또는 그 이상으로 향상될 수 있다. 상기 단조 가공 단계에서 상기 복구된 트랙(40)의 소성 변형과 물성 개선이 촉진되도록 상기 단조 가공 단계는 상기 트랙(40)이 적층된 베이스(31)를 1100 내지 1200℃ 의 고온 온도 환경에서 열간 단조하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다. As the track 40 is forged in this way, the restored track protrusion 42 is contracted to increase the density and the tissue becomes dense, so that the physical properties of the track protrusion 41 are the same. Specifically, after the forging step, the surface hardness of the restored track 40 including the restored track protrusion 42 may be improved to at least Hv 350 or higher. In the forging process, the forging process is performed by hot forging the base 31 on which the track 40 is laminated in a high temperature environment of 1100 to 1200° C. so that plastic deformation and improvement of physical properties of the track 40 restored in the forging process are promoted. It is preferable to have a step of

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법은, 트랙 클리어링(clearing) 단계, 3D 프린팅 단계, 및 단조 가공 단계를 구비할 수 있다. 도 2를 다시 참조하면, 상기 트랙 클리어링 단계는 엑스선관 타겟(30)의 베이스(31)의 표면, 즉 트랙 적층 경사면(33)에서 손상된 부분(DA)을 포함하는 트랙(40)을 전부 제거하고 상기 베이스(31)의 표면, 즉 트랙 적층 경사면(33)에 이물질이 없도록 세척하는 단계이다. 다시 말해, 손상된 부분(DA)을 포함하는 트랙 돌기(41) 뿐만 아니라 정상 상태인 트랙 돌기(41)까지 트랙 적층 경사면(33)에서 모두 제거하는 것이다. 트랙(40)을 제거하고 세척하는 구체적인 방법은 상술한 부분 클리어링 단계의 경우와 유사하므로 언급을 생략한다. Meanwhile, the track recovery method of an X-ray tube target according to another embodiment of the present invention may include a track clearing step, a 3D printing step, and a forging processing step. Referring back to FIG. 2 , the track clearing step completely removes the track 40 including the damaged portion DA on the surface of the base 31 of the X-ray tube target 30 , that is, the track stacking inclined surface 33 , and This is a step of cleaning the surface of the base 31, that is, the track stacking inclined surface 33 so that there are no foreign substances. In other words, not only the track protrusion 41 including the damaged portion DA but also the track protrusion 41 in a normal state are removed from the track stacking inclined surface 33 . The specific method of removing and cleaning the track 40 is similar to the case of the above-described partial clearing step, and thus a description thereof will be omitted.

상기 3D 프린팅 단계는, 상기 트랙(40)이 전부 제거된 베이스(31)의 표면, 즉 트랙 적층 경사면(33)에 전자의 충돌에 의해 엑스선이 방출되는 금속 재료를 3D 프린팅으로 적층하여 상기 트랙을 복구하는 단계이다. 상기 3D 프린팅 단계는 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법에 포함된 3D 프린팅 단계와 마찬가지로 프린팅 헤드(50)를 이용한 DED 방식으로 수행되며, 상기 전자의 충돌에 의해 의해 엑스선이 방출되는 금속 재료는, 텅스텐(W)과 레늄(Re)의 합금일 수 있다. In the 3D printing step, a metal material from which X-rays are emitted by the collision of electrons on the surface of the base 31 from which the track 40 has been completely removed, that is, the track stacking inclined surface 33, is laminated by 3D printing to form the track. This is the recovery step. The 3D printing step is performed in a DED method using the printing head 50 like the 3D printing step included in the track recovery method of the X-ray tube target according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 3 , and the former The metal material from which X-rays are emitted by collision may be an alloy of tungsten (W) and rhenium (Re).

상기 3D 프린팅 단계는, 상기 베이스(31)를 상기 트랙 반대측면(35)이 아래를 향하도록 작업 테이블(60)에 고정 지지하는 단계와, 상기 베이스(31)가 중앙의 회전 축선(RC)을 중심으로 회전하도록 상기 작업 테이블(60)을 회전시키는 단계와, 상기 노즐(53)이 상기 베이스(31)의 트랙 적층 경사면(33) 위에 정렬되도록 상기 프린팅 헤드(50)를 상기 베이스(31)의 위에 배치하고, 상기 트랙 적층 경사면(33)으로 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 연속적으로 공급하는 단계와, 상기 트랙 적층 경사면(33)으로 공급된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)에 레이저빔(BE)을 조사하여 상기 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 용융시키고 상기 트랙 적층 경사면(33)에 접합시키는 단계를 구비한다. In the 3D printing step, the base 31 is fixedly supported on the work table 60 so that the track opposite side 35 faces downward, and the base 31 forms a central rotation axis RC. rotating the work table (60) to rotate about the center; and continuously supplying tungsten powder (PO1) and rhenium powder (PO2) to the track stacking inclined surface 33, and the tungsten powder (PO1) and rhenium powder supplied to the track stacked inclined surface 33 ( and irradiating a laser beam (BE) to PO2) to melt the tungsten powder (PO1) and the rhenium powder (PO2) and bonding the tungsten powder (PO1) and the rhenium powder (PO2) to the track stacking inclined surface (33).

부연하면, 상기 노즐(53)의 아래로 방출되는 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)은 상기 레이저빔(BE)의 에너지가 집중되는 지점을 향해 진행하여 혼합됨과 동시에 상기 레이저빔(BE)에 의해 용융되고, 상기 용융된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)의 혼합 금속은 상기 트랙 적층 경사면(33)에 적층된다. 상기 레이저빔(BE)의 에너지에 의해 상기 트랙 적층 경사면(33)도 부분적으로 용융된 상태이므로 상기 용융된 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)의 혼합 금속이 상기 트랙 적층 경사면(33)에 강한 접합력으로 접합 적층된다. In other words, the tungsten powder (PO1) and the rhenium powder (PO2) emitted below the nozzle 53 proceed toward the point where the energy of the laser beam BE is concentrated and are mixed while being mixed with the laser beam BE. , and the mixed metal of the molten tungsten powder (PO1) and rhenium powder (PO2) is laminated on the track stacking inclined surface 33 . Since the track stacking inclined surface 33 is also partially melted by the energy of the laser beam BE, the mixed metal of the molten tungsten powder (PO1) and rhenium powder (PO2) is applied to the track stacking inclined surface 33 It is laminated by bonding with strong bonding force.

상기 베이스(31)가 회전 축선(RC)을 따라 한 바퀴를 회전하면 상기 회전 축선(RC)으로부터 일정한 거리만큼 이격된 동심원 궤도를 따라 복구된 트랙 돌기(42)가 형성된다. 트랙 적층 경사면(33)에 용융 접합된 금속은 상기 노즐(53) 아래로 토출되는 노즐 보호 가스(SG)에 의해 적절히 냉각되므로 상기 복구된 트랙 돌기(42)의 형상이 붕괴되지 않고 유지된다. When the base 31 rotates one revolution along the rotation axis RC, the restored track projections 42 are formed along concentric orbits spaced apart from the rotation axis RC by a certain distance. Since the metal melt-bonded to the track stacking inclined surface 33 is properly cooled by the nozzle protection gas SG discharged below the nozzle 53, the shape of the restored track projection 42 is maintained without collapsing.

상기 베이스(31)가 한 바퀴 회전한 후에, 상기 프린팅 헤드(50)을 이용하여 상기 텅스텐 분말(PO1)과 레늄 분말(PO2)을 용융시키고 상기 트랙 적층 경사면(33)에 접합시키는 단계를 반복하면 상기 회전 축선(RC)을 중심으로 하는 동심원 형상의 다수의 복구된 트랙 돌기(42)가 형성된다. 상기 다수의 복구된 트랙 돌기(42)가 복구된 트랙(40)을 구성한다. 상기 복구된 트랙(40)에는 상기 트랙 클리어링 단계 이전에 남아있던 기존의 트랙 돌기(41)는 존재하지 않는다. 상기 복구된 트랙(40)의 높이, 구체적으로 각각의 복구된 트랙 돌기(42)의 높이(HT1)는 2 내지 4mm 일 수 있다. After the base 31 rotates once, the step of melting the tungsten powder (PO1) and the rhenium powder (PO2) using the printing head 50 and bonding to the track stacking inclined surface 33 is repeated. A plurality of restored track projections 42 are formed in the shape of concentric circles about the rotation axis RC. The plurality of restored track projections 42 constitute a restored track 40 . There is no existing track projection 41 remaining before the track clearing step in the restored track 40 . The height of the restored track 40 , specifically, the height HT1 of each restored track protrusion 42 may be 2 to 4 mm.

상기 단조 가공 단계는, 도 4를 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법에 포함된 단조 가공 단계와 마찬가지로 엑스선관 타겟(30)의 트랙(40)의 형상에 대응되게 형성된 다수의 트랙 홈부(groove portion)(74)에 상기 복구된 트랙(40)을 끼워 넣고 가압하여 상기 복구된 트랙(40)의 형상을 교정하고 물성을 개선하는 단계이다. 여기서, 상기 복구된 트랙(40)은 상기 3D 프린팅에 의해 복구된 다수의 트랙 돌기(42)만을 구비하여 구성된다. The forging processing step is formed to correspond to the shape of the track 40 of the X-ray tube target 30 like the forging processing step included in the track recovery method of the X-ray tube target according to the embodiment of the present invention described in FIG. 4 . This is a step of correcting the shape of the restored track 40 and improving physical properties by inserting and pressing the restored track 40 into a plurality of track groove portions 74 . Here, the restored track 40 is configured with only a plurality of track projections 42 restored by the 3D printing.

상기 트랙 홈부(74)는 상기 복구된 트랙 돌기(42)의 높이(HT1)보다 작은 크기의 깊이(GD2)를 갖도록 오목하게 파인 홈부이다. 다수의 트랙 홈부(74)는 상기 다수의 복구된 트랙 돌기(42)에 일대일 대응되게 동심원 궤도를 따라 연장되고, 이다. 형성된다. 상기 트랙 클리어링 단계에서 제거된 정상 상태인 트랙 돌기(41)가 빈틈없이 면접촉될 수 있도록 오목하게 파인 홈부를 의미한다. 상기 다수의 트랙 홈부(74)는 다수의 복구된 트랙 돌기(42)에 대응되게 동심원 궤도를 따라 연장되고, 각각의 트랙 홈부(74)의 단면 형상은 물결 형상일 수 있다. The track groove portion 74 is a groove portion that is recessed to have a depth GD2 smaller than the height HT1 of the restored track protrusion 42 . A plurality of track grooves 74 extend along concentric trajectories in one-to-one correspondence with the plurality of restored track projections 42 . is formed It refers to a recessed groove so that the track protrusion 41 in a normal state removed in the track clearing step can be surface-contacted without gaps. The plurality of track grooves 74 extend along concentric trajectories to correspond to the plurality of restored track projections 42 , and the cross-sectional shape of each of the track grooves 74 may be a wavy shape.

본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법에 포함된 단조 가공 단계에서 설명한 바와 같이 엑스선관 타겟(30)의 베이스(31)의 상측면이 아래를 향하도록 상기 엑스선관 타겟(30)의 위아래를 뒤집어서 상기 단조용 금형(71)의 단조 홈(73)에 끼웠을 때 다수의 복구된 트랙 돌기(42)가 다수의 트랙 홈부(74)와 일대일로 대응되게 서로 마주볼 수 있다. 이와 같이 상기 엑스선관 타겟(30)이 상기 단조 홈(73)에 끼워진 상태로 단조용 프레스 블록(76)의 편평한 하측면(77)을 베이스(31)의 트랙 반대측면(35)에 밀착시키고, 상기 단조용 프레스 블록(76)을 아래로 가압하면, 상기 다수의 복구된 트랙 돌기(42)의 높이(HT1)가 이와 마주보는 다수의 트랙 홈부(74)의 깊이(GD2)와 같아지도록 트랙(40)이 단조 가공된다. 이로 인해 각각의 복구된 트랙 돌기(42)는 자신과 마주보는 트랙 홈부(74)에 빈틈없이 면접촉될 수 있다. As described in the forging step included in the method for recovering the track of the X-ray tube target according to an embodiment of the present invention, the X-ray tube target 30 so that the upper side of the base 31 of the X-ray tube target 30 faces downward. ) upside down and inserted into the forging groove 73 of the forging mold 71 , the plurality of restored track protrusions 42 may face each other in a one-to-one correspondence with the plurality of track groove portions 74 . In this way, with the X-ray tube target 30 fitted in the forging groove 73, the flat lower surface 77 of the forging press block 76 is in close contact with the track opposite surface 35 of the base 31, When the forging press block 76 is pressed down, the track ( HT1 ) of the plurality of restored track projections 42 is equal to the depth GD2 of the plurality of track groove portions 74 facing it. 40) is forged. Due to this, each of the restored track projections 42 can make surface contact with the track groove portion 74 facing the track groove portion 74 without gaps.

이와 같이 트랙(40)이 단조 가공됨으로서, 상기 다수의 복구된 트랙 돌기(42)가 수축되어 밀도가 커지고 조직이 치밀해지도록 물성이 개선된다. 구체적으로, 상기 단조 가공 단계 후에 상기 복구된 트랙 돌기(42)를 포함하는 복구된 트랙(40)의 표면 경도는 적어도 Hv 350 또는 그 이상으로 향상될 수 있다. 상기 단조 가공 단계에서 상기 다수의 복구된 트랙(40)의 소성 변형과 물성 개선이 촉진되도록 상기 단조 가공 단계는 상기 트랙(40)이 적층된 베이스(31)를 1100 내지 1200℃ 의 고온 온도 환경에서 열간 단조하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다. As the track 40 is forged in this way, the plurality of restored track protrusions 42 are contracted to increase the density and improve the physical properties so that the tissue becomes dense. Specifically, after the forging step, the surface hardness of the restored track 40 including the restored track protrusion 42 may be improved to at least Hv 350 or higher. In the forging processing step, the forging processing step is performed by forming the base 31 on which the tracks 40 are stacked in a high temperature environment of 1100 to 1200° C. so that the plastic deformation and improvement of physical properties of the plurality of recovered tracks 40 are promoted in the forging processing step. It is preferable to include a step of hot forging.

이상에서 설명한 본 발명의 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법에 의하면, 금속의 3D 프린팅을 적용하여 엑스선관 타겟(30)의 트랙(40)에서 손상된 부분을 복구한다. 따라서, 엑스선관 타겟(30)이나 엑스선관(10)을 새 것으로 교체하지 않고 복구하여 다시 사용할 수 있으므로, 엑스선관 타겟(30) 및 엑스선관(10)을 구비하는 장치의 내구 연한이 연장되고, 엑스선관 장치의 운용 및 유지 비용이 절감되며, 엑스선관 타겟(30)의 폐기로 인한 환경 오염도 억제된다. According to the method for recovering the track of the X-ray tube target of the present invention described above, a damaged portion in the track 40 of the X-ray tube target 30 is repaired by applying metal 3D printing. Therefore, since the X-ray tube target 30 or the X-ray tube 10 can be restored and used again without replacing it with a new one, the durability of the device including the X-ray tube target 30 and the X-ray tube 10 is extended, The operation and maintenance cost of the X-ray tube device is reduced, and environmental pollution due to the disposal of the X-ray tube target 30 is also suppressed.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

10: 엑스선관 30: 엑스선관 타겟
31: 베이스 40: 트랙
50: 프린팅 헤드 60: 테이블
71: 단조용 금형 74: 트랙 홈부10: X-ray tube 30: X-ray tube target
31: base 40: track
50: printing head 60: table
71: forging mold 74: track groove

Claims (7)

베이스와 상기 베이스의 표면에 적층된 트랙(track)을 구비한 엑스선관 타겟에서 상기 트랙이 손상된 경우에 복구하는 방법으로서,
상기 트랙의 손상된 부분을 상기 베이스의 표면에서 제거하고 이물질이 없도록 세척하는 부분 클리어링(clearing) 단계; 및,
상기 베이스의 표면에서 상기 트랙의 손상된 부분이 제거된 영역에 상기 트랙의 재료와 동일한 재료를 3D 프린팅(printing)으로 적층하여 상기 트랙을 복구하는 3D 프린팅 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법. A method of recovering when the track is damaged in an X-ray tube target having a base and a track stacked on the surface of the base,
a partial clearing step of removing the damaged portion of the track from the surface of the base and cleaning it free of foreign matter; and,
X-ray tube target comprising a; 3D printing step of recovering the track by laminating the same material as the material of the track on the area where the damaged part of the track is removed from the surface of the base by 3D printing How to recover tracks. 베이스와 상기 베이스의 표면에 적층된 트랙(track)을 구비한 엑스선관 타겟에서 상기 트랙이 손상된 경우에 복구하는 방법으로서,
상기 베이스의 표면에서 상기 트랙을 전부 제거하고 상기 베이스의 표면에 이물질이 없도록 세척하는 트랙 클리어링 단계; 및,
상기 트랙이 전부 제거된 베이스의 표면에 전자의 충돌에 의해 엑스선이 방출되는 금속 재료를 3D 프린팅으로 적층하여 상기 트랙을 복구하는 3D 프린팅 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법. A method of recovering when the track is damaged in an X-ray tube target having a base and a track stacked on the surface of the base,
a track clearing step of removing all the tracks from the surface of the base and cleaning the surface of the base so that there are no foreign substances; and,
A 3D printing step of recovering the track by stacking a metal material from which X-rays are emitted due to electron collision on the surface of the base from which the tracks are all removed by 3D printing; . 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 3D 프린팅 단계는, 금속 분말을 레이저빔(laser beam) 및 전자빔(electron beam) 중 한 종류의 빔(beam)으로 상기 베이스의 표면에 용융 접합하여 트랙을 복구하는 DED(direct energy deposition) 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
The 3D printing step is a DED (direct energy deposition) step of recovering the track by melting and bonding the metal powder to the surface of the base with one type of beam of a laser beam and an electron beam. Track recovery method of an X-ray tube target, characterized in that it comprises. 제3 항에 있어서,
상기 DED 단계는, 상기 베이스의 표면으로 텅스텐(W) 분말과 레늄(Re) 분말을 연속적으로 공급하는 단계, 및 상기 베이스의 표면으로 공급된 텅스텐 분말과 레늄 분말에 레이저빔 및 전자빔 중 한 종류의 빔을 조사하여 상기 텅스텐 분말과 레늄 분말을 용융시키고 상기 베이스의 표면에 접합시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법. 4. The method of claim 3,
The DED step is a step of continuously supplying a tungsten (W) powder and a rhenium (Re) powder to the surface of the base, and a laser beam and an electron beam to the tungsten powder and rhenium powder supplied to the surface of the base. The track recovery method of an X-ray tube target comprising the step of melting the tungsten powder and the rhenium powder by irradiating a beam and bonding the tungsten powder and the rhenium powder to the surface of the base. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 3D 프린팅 단계 이후에, 상기 트랙의 형상에 대응되게 형성된 다수의 트랙 홈부(groove portion)에 상기 복구된 트랙을 끼워 넣고 가압하여 상기 복구된 트랙의 형상을 교정하고 물성을 개선하는 단조 가공 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
After the 3D printing step, a forging processing step of correcting the shape of the restored track and improving physical properties by inserting and pressing the restored track into a plurality of track groove portions formed to correspond to the shape of the track; Track recovery method of the X-ray tube target, characterized in that it further comprises. 제5 항에 있어서,
상기 단조 가공 단계 이전에 상기 복구된 트랙의 높이는 2 내지 4mm 이고,
상기 단조 가공 단계 이후에 상기 복구된 트랙의 높이는 1 내지 2mm 이며,
상기 단조 가공 단계 이후에 상기 복구된 트랙의 표면 경도는 적어도 Hv 350 인 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법. 6. The method of claim 5,
The height of the restored track before the forging step is 2 to 4 mm,
The height of the restored track after the forging processing step is 1 to 2 mm,
The track recovery method of the X-ray tube target, characterized in that the surface hardness of the recovered track after the forging step is at least Hv 350. 제5 항에 있어서,
상기 단조 가공 단계는 상기 트랙이 적층된 베이스를 1100 내지 1200℃ 의 온도 환경에서 열간 단조하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스선관 타겟의 트랙 복구 방법.6. The method of claim 5,
The forging processing step is a track recovery method of an X-ray tube target, characterized in that it comprises the step of hot forging the base on which the tracks are stacked in a temperature environment of 1100 to 1200 ℃.
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